預應力筋的案例
Opensees實例3—預應力筋的設置 ￥15
自復位橋墩由于預應力筋的存在，而使橋墩具有較小的殘余位移，具有更好的自復位能力。那么在opensees中怎么進行預應力筋參數的設置呢？
在opensees中，我們采用
桁架（truss）單元+steel02材料
進行模擬預應力筋的力學行為。
（1）steel02材料
命令格式如下圖所示：
材料定義屬性如下圖所示（預應力的施加采用初始應力的方法）：
（2）桁架（truss）單元
命令格式如下圖所示：
命令輸入如下圖所示：
（3）建模方法
在預應力筋建模中，采用與柱子結點
共結點的方法，保證預應力筋能夠與柱子協同作用而不會發生分離。
以上為預應力筋的建模方法和參數設置！預應力筋建模方法不唯一，參數設置的方法也不唯一（比如預應力的施加可以采用初始應變的方法），讀者可以根據實際情況選擇合適的方法。
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展開 先張法施工詳細介紹
2．張拉力
根據設計的張拉控制應力σcon、預應力筋的截面積Ap和張拉程序中所規定的超張拉系數m，即可求出預應力筋的張拉力Fp：
式中，m為超張拉系數，取1.03或1.05；
σcon為預應力筋張拉控制應力（N/mm2）；
Ap為預應力筋截面面積（mm2）。
（二）混凝土的澆筑與養護
3．張拉伸長值校核
用應力控制張拉時，為了校核預應力值，在張拉過程中應測出預應力筋的實際伸長值，如實際伸長值比計算伸長值大于10％或小于5％，應暫停張拉，查明原因并采取措施調整后，方可繼續張拉。
預應力筋的計算伸長值ΔL（mm），可按下式計算：
式中，Fp為預應力筋的平均張拉力（kN），直線筋取張拉端的拉力；兩端張拉的曲線筋，取張拉端的拉力與跨中扣除孔道摩阻損失后拉力的平均值；
Ap預應力筋的截面面積（mm2）；
l 為預應力筋的長度（mm）；
Es為預應力筋的彈性模量（kN/mm2）。
預應力筋張拉完后，即應綁扎骨架、立模、澆筑混凝土。確定預應力混凝土的配合比時，應盡量減少混凝土的收縮和徐變，以減少預應力損失。收縮和徐變都與水泥品種和用量、水灰比、骨料孔隙率、振動成型等有關。
預應力筋張拉、綁扎和立模工作完成之后，即應澆筑混凝土，每條生產線應一次澆筑完畢。
預應力混凝土可采用自然養護或濕熱養護。
展開 【經典案例欣賞37】無粘結預應力筋插板式柱柱連接滯回模擬
項目難點：
1、復雜模型快速建模；
2、插板式芯筒接觸設置；
3、無粘結預應力筋簡化設置；
4、后處理分析。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【經典案例欣賞19】預制裝配無粘結預應力筋鋼筋混凝土節段搖擺橋墩柱滯回模擬
項目難點：
1、節段橋墩柱典型做法；
2、無粘結預應力筋新方法設置（非MPC約束）；
3、搖擺柱注意事項。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【經典案例欣賞25】鋼管加固無粘結預應力筋多節段預制裝配鋼筋混凝土橋墩柱滯回模擬
項目難點：
1、多節段混凝土部件接觸設置；
2、鋼管加固設置；
3、無粘結預應力筋簡化設置；
4、復雜模型快速建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
ADAPT-PT 簡介
ADAPT-PT 是業界標準的后張預應力梁、板與樓板系統的程序，可以是粘結 (bonded) 或者無粘結 (unbonded) 的預應力筋。于雙向樓板系統時，用戶可以選擇采用等代框架法 (Equivalent Frame Method) 或者簡單框架法 (Simple Frame Method) 作分析。于后張預應力設計時，用戶可以選擇采用有效預應力法 (Effective Force method) 或者可變預應力法 ( Variable Force method) 也就是預應力筋選擇法 (Tendon Selection)，程序會計算后張預應力構件長向上預應力筋的摩擦與長期應力損失量。ADAPT-PT 可以處理有托板 (drop panels)、柱帽 (drop caps) 、上下分級 (steps above and below) 、橫梁 (transverse beams) 與異型截面 ( non-prismatic sections) 之樓板與肋梁 (slab beams)，依據真實的斷面尺寸與材質計算自重，除了后拉預應力的數量與配置外，程序還依強度與最低需求量計算構件長向上之非預應力鋼筋之位置與數量，結果會以清析簡潔的表格形式顯示，也有圖形顯示。
展開 關于并筋，你不得不知道的關鍵點
并筋采用綁扎搭接連接時，應按每根單筋錯開搭接的方式連接。接頭面積百分率應按同一連接區段內所有的單根鋼筋計算。
并筋中鋼筋的搭接長度應按單筋分別計算。
混凝土結構設計規范[2015修訂]>9結構構件的基本規定>9.2梁
4在梁的配筋密集區域宜采用并筋配筋形式。
建筑工程預應力施工規程CECS180：2005>4構造要求>4.1先張預應力
4.1.2 當先張法預應力鋼絲難以按單根方式配筋時，可采用相同直徑鋼絲并筋方式配筋。并筋的等效直徑，對雙并筋應取單筋直徑的1.4倍，對三并筋應取單筋直徑的1.7倍。并筋的保護層厚度、錨固長度和預應力傳遞長度等均應按等效直徑考慮。
預應力混凝土結構設計規范JGJ369-2016>11構造規定>11.1一般規定
11.1.3預應力混凝土單向板應符合下列規定：
2 預應力筋沿板寬單根或并筋均勻布置，每束預應力筋不宜超過4根，間距不宜大于1.2m；
預應力混凝土結構設計規范JGJ369-2016>11構造規定>11.1一般規定
11.1.4預應力混凝土雙向板應符合下列規定：
2雙向均沿板寬單根或并筋應均勻布筋，每束預應力筋不宜超過4根，間距不宜大于1.2m；
1-板底短向普通鋼筋；2-板底長向普通鋼筋；3-板底短向預應力筋；4-板底長向預應力筋；5-板頂短向普通鋼筋；6-板頂長向普通鋼筋；7-板頂短向預應力筋；8-板頂長向預應力筋
冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程JGJ95-2011>6構造規定>6.1一般規定
6.1.2 在構件中配置的冷軋帶肋鋼筋宜采用單根分散配筋的方式，當配筋數量較多且直徑不大于8mm時，也可采用兩根并筋配筋。
展開 自復位橋墩（OpenSees、ABAQUS）
<p>用OpenSees和ABAQUS軟件模擬自復位（裝配式、預應力）橋墩的擬靜力試驗，建模要點有如下幾點：</p><p><strong>1、無粘結預應力筋、耗能鋼筋與混凝土的接觸設置；</strong></p><p><strong>2、預應力的施加；</strong></p><p><strong>3、裝配式交界面。</strong></p><p><br></p><p><strong>一、OpenSees軟件</strong></p><p>模型建立如下：</p><p><br></p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202011/b1504f4b984543d8b243bc1d6bf77c24.jpg"></p><p><strong>1、無粘結預應力筋與混凝土的設置</strong></p><p>共節點或耦合。</p><p><strong>2、無粘結預應力筋</strong></p><p>可使用Truss單元，通過施加初始應變或者初始應力來施加預應力。
展開 基于型鋼-鋼絞線的新型預制裝配式梁柱節點抗震性能研究
強化梁柱節點只是在傳統梁柱節點基礎上增加了型鋼和預應力筋。型鋼插入柱里作為預應力錨固端，高為1600mm，其中400mm插入下柱內，上面200mm插入上柱。每根梁設置兩束預應力筋，每束由7根直徑15.2mm的預應力鋼絞線組成，鋼絞線的極限抗拉強度標準值為1860MPa。每根鋼絞線的張拉力F＝195.30kN，則7根鋼絞線組合而成的預應力筋的張拉力為F＝1367.1kN。預應力筋左端錨固于型鋼，右端張拉錨固于梁端下部。
ABAQUS有限元分析軟件并不進行自動單位換算，用戶通過自行制定幾個物理量綱，以得到其他相應的物理單位。常用的單位如表1所示，由于模型尺寸較為精細，加之土木工程實際中常以mm作為長度單位，因此選取第一行的單位制來建立有限元模型。
展開 某橋下塔柱實體分析計算書 ￥2
計算軟件采用Ansys 10.0，在模型中混凝土用四面體單元模擬，預應力筋用桁架單元模擬。
圖1.1 縱橋向視圖
模型中的實體如圖1.1所示。實體包括5m長的樁基、承臺、下塔柱、下橫梁、中塔柱和上橫梁。下橫梁縱橋向3道豎墻的厚度分別為1.0m、0.6m、1.0m；下橫梁頂板厚度為1.2~0.9m。下塔柱坡度1:4，中塔柱坡度1:5.026。在模型中，一排只受壓單元來模擬此豎向支承作用。只受壓單元合計面積等于豎墻橫截面，材料特性與混凝土相同。
橫橋向豎墻在成橋后澆注。
圖1.2 有限元模型網格劃分和邊界條件
坐標系：與Midas總體模型坐標系相同，即縱橋向為x坐標，橫橋向為y坐標，豎向為z坐標。坐標原點在承臺頂面中心。
邊界條件：約束樁基底部所有節點的3個方向的位移。
圖1.3 預應力在塔壁上的錨固位置
預應力采用GB/T5224-2003高強度鋼絞線，II級松弛，標準強度fpk=1860MPa， 彈性模量Es=1.95×105MPa，每束預應力為19-sφ15.2鋼絞線。圖1.3所示的為預應力筋在塔壁上的錨固位置。相鄰預應力筋橫橋向標準距離為50cm，豎向的標準距離為39cm。預應力筋共有33束。
預應力筋布置受到空間的制約。在滿足錨固空間和局部承壓的基礎上，盡量可能將預應力往上布置，以較小對勁性骨架的影響。此外，為了方便預應力定位和避免與橫橋向鋼筋沖突，預應力筋只進行豎彎。
展開 鋼筋可以加工成哪些種類的鋼筋？
在鋼筋混凝土結構設計中，用來抵抗負彎矩的鋼筋叫做負彎矩鋼筋
9、拉筋：拉筋經常被叫做拉鉤，用在柱子，梁，剪力墻，這三大結構件上面。拉筋主要是為提高鋼筋骨架的整體性而起拉結作用
10、吊筋：吊筋是將結構力傳遞至頂部，是提高梁承受集中荷載抗剪能力的一種鋼筋，形狀如元寶，又稱為元寶筋。用在比較大的主梁和次梁交界地方。
11、預應力筋：縱向預應力筋、豎向預應力筋和橫向預應力筋。
12、放射筋：放射筋在板上，房屋板上的四角上，放射狀布置，所以叫作放射筋。
13、馬蹬筋：馬凳筋用于較高的板，它的形狀像凳子故俗稱馬凳，也稱撐筋。用于上下兩層板鋼筋中間，起固定上層板鋼筋的作用。馬凳筋也是措施鋼筋的其中一種。
14、植筋：最簡單的理解就是，打一個洞插入鋼筋就是植筋，建筑工程化學法植筋膠植筋，又叫種筋，是建筑抗震受力中的一種鋼筋，用植筋膠和鋼筋的咬合力作用的連接技術，用于加固。
化學法植筋是指在某一個地方、地面或墻上鉆孔，然后注入高強植筋膠，。再插入鋼筋或型材，膠固化后將鋼筋與基材粘接為一體，是加固補最方便的方法，也是室內加固常用的一種建筑技術。
15、受力筋：受力筋也叫主筋，是主要受力的鋼筋，是指建筑結構中，對受彎、壓、拉等基本構件配置的主要用來受拉應力或者壓應力的鋼筋，使結構的承載力滿足要求。
展開 
基于型鋼-鋼絞線的新型預制裝配式梁柱節點抗震性能研究
強化梁柱節點只是在傳統梁柱節點基礎上增加了型鋼和預應力筋。型鋼插入柱里作為預應力錨固端，高為1600mm，其中400mm插入下柱內，上面200mm插入上柱。每根梁設置兩束預應力筋，每束由7根直徑15.2mm的預應力鋼絞線組成，鋼絞線的極限抗拉強度標準值為1860MPa。每根鋼絞線的張拉力F＝195.30kN，則7根鋼絞線組合而成的預應力筋的張拉力為F＝1367.1kN。預應力筋左端錨固于型鋼，右端張拉錨固于梁端下部。
ABAQUS有限元分析軟件并不進行自動單位換算，用戶通過自行制定幾個物理量綱，以得到其他相應的物理單位。常用的單位如表1所示，由于模型尺寸較為精細，加之土木工程實際中常以mm作為長度單位，因此選取第一行的單位制來建立有限元模型。
展開 預應力施加方法各家匯集分類:ANSYS應用
ANSYS——預應力施加方法各家匯集分類:ANSYS應用
拜年帖1-----預應力混凝土分析中等效荷載法與其它 作者：三月雨
眾所周知，在ANSYS中，預應力混凝土分析(有粘結)可采用等效荷載法和實體力筋法。所謂等效荷載法，就是將力筋的作用以荷載的形式作用于混凝土結構；所謂實體力筋法就是用solid模擬混凝土，而link模擬力筋。
1 等效荷載法的優缺點
優點是建模簡單，不必考慮力筋的具體位置而可直接建模，網格劃分簡單；對結構的在預應力作用下的整體效應比較容易求得。
其主要缺點是：
①等效荷載法沒有考慮力筋對混凝土的作用分布和方向，力筋對混凝土作用顯然在各處是不同的，等效荷載法則無法考慮；水平均布分量沒有考慮。
②對某些線形的力筋模擬困難，例如通常采用的是直線(較短)＋曲線＋直線(很長)＋曲線＋直線(較短)，這種形式的布筋等效起來麻煩，且可能不合理。
③難以求得結構細部受力反映，否則荷載必須施加在力筋的位置上，這又失去建模的方便性。
④在外荷載作用下的共同作用難以考慮，不能確定力筋在外荷載作用下的應力增量。
⑤對張拉過程無法模擬。
⑥無法模擬應力損失引起的力筋各處應力不等的因素。
其最大的一個缺點是：較粗！得到的結果與實際情況誤差較大！最近做了點實際計算，經過比較發現，結果與實際的誤差相差較多(可能是特例)，所以采用該方法需要謹慎和校驗一下。
2 實體力筋法的優缺點
將混凝土和力筋劃分為不同的單元，預應力的模擬可以采用降溫方法和初應變方法。降溫方法比較簡單，同時可以模擬力筋的損失，單元和實常數幾種即可；初應變通常不能考慮預應力損失，否則每個單元的實常數各不相等，工作量較大。
可消滅等效荷載法的缺點。但建模工作量似乎要大些。
展開 新論文：新型地震和連續倒塌綜合防御韌性PC框架承載力計算方法
地震與連續倒塌綜合防御韌性PC框架結構，如圖1所示：
(1) 框架梁和框架柱通過剪力傳遞板傳遞剪力，通過可更換耗能裝置和預應力筋傳遞彎矩。
(2) 預應力筋可以同時作為抗震的自復位鋼筋和抗連續倒塌的拉結配筋；
(3) 剪力傳遞板保障大變形下剪力的可靠傳遞；
(4) 可更換耗能裝置可以消耗地震和連續倒塌作用下的動能。
圖1 MHRPC框架結構
為了驗證該體系的效果，我們同時開展了抗震和防連續倒塌子結構試驗，簡化版試驗結果（與常規RC框架試件對比）
圖2. 抗震性能試驗
（MHRPC框架：承載力高，二階剛度穩定，殘余變形小）
圖3. 抗連續倒塌性能試驗
（MHRPC框架：承載力顯著提升，變形能力提高）
承載力計算模型
試驗做完，下一步當然要關心怎么算的問題，于是就有了下面這個設計需求：
圖4. 計算模型
其中，試件的壓拱試驗承載力計算可以參考我們以前的工作：
新論文：一根鋼筋混凝土梁，承載力你能算對么？
展開 岷江大橋突發垮塌事故，橋梁加固技術要背鍋嗎？
如果頂板底面縱向開裂，主要是因頂板橫向跨度過大，又未設橫向預應力所致，可考慮在頂板上面的鋪裝層中增設橫向預應力筋，如下圖，并在鋪裝層與頂板間植入大量錨筋來傳遞橋面預應力；
（8）對箱梁頂、底板梗腋處的縱向裂縫及腹板豎向裂縫，可采用封閉、灌縫或粘貼纖維復合材料加固；
（9）對腹板上的斜裂縫，可采用在腹板上粘貼鋼板或纖維復合材料，類似于如下圖所示。或適當增加腹板厚度，或在縱向或豎向施加預應力等方法加固；
（10）對腹板上的水平裂縫，可采用在腹板上粘貼豎向鋼板或纖維復合材料，或增加橫向聯系，如增設橫隔板等，或施加豎向預應力加固；
（11）對箱梁內的橫隔板或橫梁跨中豎向開裂，可在橫隔板兩側補加橫向體外預應力，并穿出箱壁錨固，如下圖。或增設橫隔板，增強抗橫向彎曲及扭轉的能力。
展開 